Regolatori PM e pompa a vuoto – Applicazioni di guide idrostatiche · 2016-11-03 · Informazioni...

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Tecniche

Hydrostatik dalla Hyprostatik®

Innovazioni per guide

Regolatori PM e pompa a vuoto

– Applicazioni di guide idrostatiche

HYPROSTATIK Schönfeld GmbH · www.hyprostatik.de

3

Indice

Nom del regolatore 71.

Vantaggi del regolatore PM 72.

Caratteristiche di portata e pressione del regolatore PM 86.

6.1 Influsso della pressione pompa sul comportamento di regolazione 8

6.2 Caratteristiche di portata, riferito alla viscosità di 10 mPas 8

Parte I: Regolatore PM

Caratteristiche particolari del regolatore PM 73.

Comportamento con diverse viscosità d’olio 74.

Curva caratteristica del regolatore 85.

Forme di esecuzione del regolatore PM 97.

7.1 Regolatore PM in esecuzione „a pacchetto” 9

7.1.1 Disposizione del regolatore PM „a pacchetto” 9

7.1.2 Utilizzo del regolatroe PM „a pacchetto” 10

7.2 Regolatore PM da applicare „a bordo” 10

7.2.1 Costruzione del regolatore PM „a bordo” 10

7.2.2 Utilizzo del regolatore PM „a bordo” 11

Dimensioni dei regolatori 118.

Istruzioni di montaggio 119.

9.1 Primo riempimento del regolatore PM 11

9.2 Sviatare 11

9.3 Posizione di montaggio consigliato 11

9.4 Procedura di sviato 12

9.5 Ancoraggio del regolatore PM 12

9.6 Collegamento 12

9.7 Smontaggio 12

Filtrazione del olio 1210.

Siglatura dei regolatori 1211.

Determinazione delle portate (vedi paragrafo 6) 1312.

Figure tecniche da 5 a 15 1313.


Costruzione e funzionamento delle pompa a vuoto 182.

Possibilità d’impiego della pompa a vuoto 181.

1.1 Precarico di guide con imbrigliate 18

1.2 Funzione di bloccaggio 18

Parte II: Pompa a vuoto

4

Caratteristiche delle pompe a vuoto 193.

Comportamento con diverse viscosità 194.

Curve caratteristiche della pompe a vuoto(per oli corrispondenti a VG 32 fino a VG 68)

195.

Esecuzione costruttiva 196.

6.1 Pompa a vuoto „a scatola” 19

6.2 Pompa a vuoto „da applicare” 20

6.3 Pompa a vuoto integrato nel blocco del regolatore PM 20

Esecuzione delle tasche a depressione 207.

Istruzioni di montaggio 218.

8.1 Collegamenti per la pompa da integrare corrispondente alla figura 20 21

8.2 Differenza di altitudine tra pompa a vuoto e tasca a depressione 21

8.3 Filtrazione del olio 21

8.4 Montaggio 21

Parte III: Esempi di applicazione

Guida idrostatica V e piano 24

Guida idrostatica con imbrigliamento 24

Guida idrostatica senza imbrigliamento 25

Guida idrostatica per motori lineari 25

Guida idrostatica compatta 26


5



Parte I:

Regolatore PM

Il nome „PM” è stato derivato dalla sua descrizione

Il suo nome gli è stato

assegnato grazie alla sua caratteristica progressiva

(„aumentando”) come dispositivo di regolazione.„Progressiv-Mengen-Regler”.

Nome del regolatore1.


6

Prima dello sviluppo del regolatore PM, la portata d'olio

delle singole tasche, che compongono un sistema di guide,

veniva regolato da una corrispondente rete di tubi capillari

per la loro alimentazione. Unica alternativa, è decisamente

sconveniente, era di collegare direttamente ciascuna tasca

una sua pompa. Il tubo capillare funziona come una

resistenza (costante), e quindi a condizione di una flusso

laminare, la portata di un tubo capillare è proporzionale al

delta di pressione tra inizio e fine tubo. Ciò significa che,

avendo una costante pressione d'entrata (= pressione della

pompa di alimentazione) su un tubo capillare, la sua

portata, e quindi anche la portata che passa dalla tasca

idrostatica, diminuisce con il suo aumento di carico

(= pressione d'uscita del tubo capillare).

Questo principio risulta in una variazione notevole delle

distanze tra guida fissa e mobile nel momento di variazione

di carico delle tasche, e quindi tutto il sistema diventa così

poco rigido, rispetto ad un sistema a portata d'olio

costante. Il regolatore PM invece, grazie alla sua particolare

e unica costruzione, pilotando la portata soltanto in base al

delta di pressione tra entrata e uscita del regolatore stesso,

aumenta la portata non appena che sale il carico della

corrispondente tasca.

Rispetto al classico sistema di tubi capillari si riesce a

quadruplicare la rigidità del sistema guide idrostatico

utilizzando i regolatori PM.

Vantaggi del regolatore PM2.

Caratteristiche particolari del regolatore PM3.

Priva di usura e fenomeni di isteresi grazie alla principio di strozzatura che lavora in maniera elastica

Poco sensibile a sporcizia grazie alle ampie sezioni di passaggio d'olio e al loro effetto autopulente

Eccellente comportamento dinamico del regolatore dato il piccola movimento di regolazione (ca. 0,025 mm),

piccole masse da spostare e grande forze di regolazione

Tenendo conto della posizione consigliata di montaggio del blocco di regolatori PM, essi si sviatono automaticamente

Ridotto ingombro – vedi Figura 5-15

Peso basso, i regolatori sono fatti in alluminio

Resistente a effetti di corrosione, dato che il liquido viene a contatto solo con superficie „harteloxiert” oppure in acciaio

inox

In casi di sovrapressioni non ammessi, la membrana va in appoggio contro dei appositi supporti, così si evita un suo

danneggiamento

Con il regolatore PM si può sfruttare – senza tenere conto margine di riserva – la pressione pompa fino a 90%. Con tubi

capillari, in casi di pressioni tasche più elevati, la portata della tasche scende (con esso anche la luce di passaggi

diventa più piccolo), e quindi non si riesce utilizzare più di 75% della pressione pompa

I regolatori PM dispongono delle seguenti caratteristiche:

Dato che flusso nel passaggio del regolatore PM è sempre

laminare, la portata d'olio che attraversa il regolatore è

inversamente proporzionale alla sua viscosità. Si osserva

qui lo stesso comportamento come anche nei passaggi

d'olio fuori dalle tasche idrostatiche. Grazie a questa

caratteristica, si ottiene un comportamento di guida lineare

oppure di sostentamento rotante, per esempio all'interno

di una macchina utensile, indipendente dalla temperatura

d'olio e dalla sua viscosità. La portata che passa il regolatore

PM, e quindi il fabbisogno per il sostentamento idrostatico

sale quando la viscosità diminuisce, oppure sale insieme alla

temperatura d'olio. Nel momento del dimensionamento

della centralina idraulica bisogna quindi tenere conto della

minima viscosità d'olio possibile. Questa risulta alla

massima temperatura d'olio tenendo presente la minima

viscosità del tipo di olio scelto. La DIN 51519 ammette una

tolleranza di viscosità d'olio del ±10%!

Comportamento con diverse viscosità d’olio4.

Figura 1


7

Nella figura 2 è rappresentata la curva caratteristica della

portata di un regolatore, montato „a pacchetto” insieme

agli altri in un unico blocco di regolatori, in base alla

pressione d'uscita PT (= pressione della tasca idrostatica)

del regolatore stesso. Come confronto si vede nella figura 1

la curva caratteristica di un tubo capillare. Per quanto

riguarda gli effetti dei 2 diversi sistemi di alimentazione,

preghiamo l'interessato di consultare l'opuscolo „Nuovi

regolatori PM migliorano le guide idrostatiche”. Come si può

vedere della curva del regolatore PM in figura 2, il

regolatore alimenta le tasche d'olio ad alta pressione PT con

più portata, mentre le tasche a bassa pressione PT ricevono

meno portata. Grazie a questo comportamento, si

ottengono a parità dei dati tecnici, e in particolare a parità

di minima luce di uscita d'olio della tasca (a carico

massimo) con i regolatori PM rigidità fino a 4 volte superiori

rispetto ai tubi capillari, e nello stesso momento si riduce

altrettanto la variazione della stessa luce d'uscita.

Curva caratteristica del regolatore5.

Le caratteristiche di portata del regolatore PM valgono

sempre solo del la pressione pompa indicata! Con una

deviazione della pressione pompa dalla pressione prevista

(PP0 ) si modifica la curva caratteristica del regolatore come

dimostrato per le pressione pompa PP1 e PP2 nella figura 3.

I regolatori PM sono disponibili nella versione PMR0 per

pressioni pompa da 20 fino a 80 bar, nelle versioni PMR1 e

PMR2 da 20 fino a 125 bar.

Caratteristiche di portatae pressione del regolatore PM

6.

Influsso della pressione pompa sulcomportamento di regolazione

6.1

Dato che la portata d'olio dipende dalla sua viscosità, i valori

di riferimento sono riferiti alla viscosità dinamica d'olio di

= 10 mPas (1 mPas = 10 Pas = 10 Ns/m²).

Questo principio vale anche se il regolatore non è ammesso

per questa viscosità. I valori indicati di portata possono

essere trasferito per altre viscosità:

ŋ-3 -3

Caratteristiche di portata, riferito allaviscosità di 10 mPas

6.2

Figura 2

Figura 3

: Viscosità dinamica del olio realeŋneu

: Portata del olio realeQneu

: Portata a 10 mPasQ10mPas

: Q x 10 / /(mPas)Qneu 10mPas (mPas) neuŋ


8

I dati di portata d'olio del regolatore sono definiti dalla

portata Q (a PT = 0 bar) e Q (a PT = PP ) insieme alla pressione

pompa PP , vedi figura 2. Da questi valori si può determinare

la pendenza della curva di caratteristica del regolatore

0 P

= /K Q Qr p o

Con il valore K risulta (a 10 mPas di viscosità!) la seguente

portata in base alla pressione d'uscita PT:

r

( T) = T / PQ p Q x (1 + (K -1) x p pr o r

valido per T: pressione tasca, P: pressione pompa

T = 0 fino a T = 0,9 x P

:Portata a pressione tasca = 0

:Portata a pressione tasca = T

p p

p p p

Q

Q p

0

T

Modificando le dimensioni del regolatore è possibile

ottenere valori di K tra 1,2 e . Ragionevoli e disponibili

sono regolatori con K da 1,6 e 3,5. Con queste definizioni i

regolatori vengono descritte chiaramente dai rispetti valori

K e Q .

I v a l o r i d i p o r t a t a d e i r e g o l a t o r i P M s o n o

approssimativamente classificati alla serie normata R10

(1,0 - 1,26 - 1,6 - 2,0 - 2,5 - ….) e smpre riferito alla viscosità

dinamica di 10 mPas. Le portate massime dei vari tipi di

regolatori dipendono dalla viscosità e dalla pressione

pompa. Dato che i regolatori PM sono dotate di membrane

diverse in base alla pressione pompa e viscosità d'olio, non

era possibile ottenere valori „tondi” per Q e K . Perciò i dischi

dei regolatori vengono fatti con valori tondi, si ottengono

certi dati di portata relativi, le quali si trasferiscono a mo di

calcolo sulla viscosità di riferimento 10mPas.

r

r

r 0

0 r

T

Nella figura 4 è rappresentata, parzialmente in sezione, un

regolatore PM a pacchetto. Questo regolatore è integrato in

un circuito idraulico per la guida idrostatica (con 4 tasche) di

un canotto.

Il regolatore PM consiste nel blocco di allacciamento con la

pompa, un diverso numero di singoli, indipendenti sezione

di regolazione (nella figura 4 ci sono 3 sezioni) e,

rappresentata a destra un regolatore come pezzo terminale.

Ogni sezione di regolazione è fatta solamente da un corpo

regolatore, una membrana metallica e un OR e alimenta una

o più tasche collegate.

Ogni sezione di regolazione contiene sempre un passaggio di

strozzatura a sezione costante e uno strozzatore di

regolazione. Lo strozzatore varia il delta di pressione sopra

la sezione del passaggio d'olio a condizione della costante

pressione della pompa solo in base della pressione pT sulla

corrispondente membrana. Tutti pezzi del blocco vengono

tenuti insieme tramite 4 viti passanti. I filetti ai termini dei

viti si possono utilizzare per l'ancoraggio di tutto il blocco

regolatore PM.

Forme di esecuzione del regolatore PM7.

Regolatore PM in esecuzione „a pacchetto”7.1

Disposizione del regolatore PM „a pacchetto”7.1.1

Figura 4


9

Il regolatore PM „a pacchetto” viene normalmente applicato

a bordo del gruppo della macchina, dove sono previste anche

le tasche idrostatiche, le quali devono essere alimentate.

Il corrispondente collegamento deve essere fatto da tubi

rigidi e forature di alimentazione. Dato che il collegamento

tra regolatore e tasche idrostatiche deve essere fatto da tubi

rigidi in metallo e non con tubi flessibili, il regolatore è

quindi da montare a bordo dei carrelli previsti di tasche

idrostatiche. Il vantaggio di questo principio e del

regolatore a pacchetto è tutte pressioni delle singole tasche

possono essere misurati facilmente su un giunto a „T” posto

sul tubo di collegamento in vicinanza del regolatore.

Se necessario, il regolatore può essere così facilmente

sostituito.

Come svantaggio si può notare, l'esecuzione delle singole

tubazioni di collegamento, rispetto al regolatore applicato

in loco. Un'altro svantaggio è dato dal comportamento

dinamico peggiorato soprattutto nelle applicazioni con

elevate portate e/o oli di bassa viscosità, il quale risulta dal

energia cinetica del olio tra regolatore e tasca, inoltre dalla

elasticità del volume d'olio tra regolatore e tasca.

Per diminuire questi effetti, si consiglia di tenere le

tubazioni di collegamento il più corto possibile. Per poter

migliorare il comportamento dinamico dei regolatori e

quindi anche dei componenti macchina, è stato sviluppato e

collaudato una versione del regolatore più smorzante.

Questi regolatori smorzanti erano stati sviluppati per oli con

bassa viscosità e elevate portate, come sono richieste per

sostentamenti con alte velocità relative tra le parti (vedi

paragrafo seguente 7.2).

Dato gli ottimi risultati con questi regolatori smorzati a

pacchetto, essi vengono oggi anche suggeriti per guide e

sostentamenti rotativi a bassa velocità e con i loro oli a alta

viscosità con le portate piccole.

Il regolatore PM a pacchetto viene applicato quasi

esclusivamente per guide lineari, sostentamenti rotativi a

bassi giri, p.e. per tavole rotonde, così come per casi

speciali. Per tutti questi esercizi si utilizzano i classici oli

corrispondenti alle classi ISO di viscosità VG32, VG46 oppure

VG68. Per questo motivo i regolatori PM a pacchetto sono

progettate in maniera che nella sezione di passaggio fisso

passa per tutti oli, a partire dalla viscosità VG22 e più viscose,

sempre un flusso laminare. I regolatori PM a pacchetto sono

quindi senza limite adatti anche per oli con viscosità VG22

oppure più elevate.

Per assicurare una portata corrispondente, con flusso

laminare nel passaggio di strozzatura, aumentano le

dimensioni della sezione del regolatore, PMR0 con quota

quadra 50, PMR1 con quota quadra 65 oppure PMR2 con

quota quadra 80 (esecuzione speciale).

All'interno di una blocco regolatore possono essere montate

in qualsiasi posizione, singoli regolatori con portate

diverse. Fermo restante che il tipo di olio e la pressione

pompa rimane uguale per tutti singoli regolatori.

Il regolatore in esecuzione smorzato non è idoneo per

sostentamenti ad alta velocità di scorrimento.

Utilizzo del regolatore PM „a pacchetto”7.1.2

Per ridurre gli effetti negativi – come descritte sopra – del

regolatore „a pacchetto”, è stato sviluppato l'esecuzione

dello stesso gruppo da applicare „a bordo” del elemento in

movimento.

Come si è dimostrato in pratica, si ottengono sostentamenti

idrostatici, ad alta velocità relativa con buone capacità di

smorzamento e dinamicamente stabili, soltanto a patto che

il comportamento del regolatore, le tasche idrostatiche e la

centralina idraulica sono progettate insieme in maniera

idonea, e costruite tenendo conto di ogni piccolo dettaglio.

Per questo motivo si offrono i regolatori PM da applicare „a

bordo” soltanto con applicazioni che richiedono oli ad alta

viscosità (maggiore VG 15), come p.e. per guide oppure

sostentamenti rotanti a basso regime di rotazione. Nelle

applicazioni con oli di bassa viscosità, per esempio nelle

applicazioni di mandrini ad alta velocità di rotazione si offre

solo il mandrini completo con il regolatori montati

direttamente sul suo corpo mandrino.

Regolatore PM da applicare „a bordo”7.2

In alternativa al regolatore PM „a pacchetto” ci sono 2 taglie

di regolatori PM „a bordo” con alimentazione d'olio interna

oppure esterna (vedi figure 10 15).

Ciascuno di questi regolatori PM „a bordo” alimenta soltanto

una oppure più tasche idrostatiche collegate tra di loro.

Costruzione del regolatore PM „a bordo”7.2.1


10

Questi regolatori „a bordo” vengono normalmente applicati

direttamente su una superficie rettificata del gruppo

macchina (p. e.: carrello) dotato delle tasche idrostatiche.

Applicando il regolatori in prossimità della tasca, si ottiene

un collegamento diretto con un foro più corto possibile.

L'alimentazione di olio proveniente dalla pompa può essere

fatto „internamente” tramite la stessa superficie di contatto

(vedi figure 10-13). Il foro di alimentazione può essere

disposto o a 45° (figure 10 e 12) oppure sugli assi principali

del regolatore (come si vede nelle figure 11 e 13).

In alternativa l'alimentazione d'olio può anche arrivare

esternamente tramite il corpo (vedi figure 14 e 15).

In questo caso tutti gli regolatori possono essere alimentati

da una tubazione ad anello.

La pressione della tasca può essere misurato soltanto

tramite un foro aggiuntivo che si collega con il foro tra

regolatore e tasca, oppure con una piastra intermedia, posta

tra regolatore e superficie di contatto, prevista di apposita

foratura, come descritto sopra. Vantaggi di questa soluzione

sono il comportamento dinamico migliore, la riduzione a

livello di tubazioni e l'aspetto visivo più ordinato.

Svantaggioso risulta il fatto che l'applicazione di ogni

regolatore PM „a bordo” richiede superficie di montaggio

rettificate, dotate di apposite forature, inoltre il regolatore

PM „a bordo” è leggermente più costoso rispetto al

regolatore „a pacchetto”. Anche la misurazione delle

pressioni delle tasche idrostatiche richiede forature

aggiuntive, oppure una piastra intermedia.

Utilizzo del regolatore PM „a bordo”7.2.2

Le misure indicate nelle figure 5 - 9 valgono per i regolatori

„a pacchetto” PMR0, PMR1 e PMR2.

Nelle figure 6 e 8 sono indicate le dimensioni dei regolatori

PM con pompa a vuoto integrata. I dati tecnici della pompa a

vuoto si trovano nella parte II di queste „Informazioni

tecniche….”.

Nelle figure 10 - 15 si vedono le dimensioni dei vari

regolatori PM „a bordo”.

Dimensioni dei regolatori8.

Prima del montaggio del regolatore PM bisogna risciacquare

bene la centralina idraulica e tutte le tubazioni di

collegamento per evitare la presenza di trucioli dannosi.

Durante il primo riempimento con olio il regolatore è da

alimentare con ca. 10% della pressione di esercizio della

pompa e in questo momento bisogna eseguire l'operazione

di sfiato (vedi paragrafo 9.2).

Istruzioni di montaggio9.

Primo riempimento del regolatore PM9.1

Oscillazioni nel regolatore sono sempre causati della

presenza di aria o all'interno del regolatore stesso, oppure

nelle tubazioni di collegamento tra regolatore e tasca. A

volte anche particelle di sporco nel regolatore oppure

l'utilizzo di oli con viscosità troppo basse (non ammesse dal

progetto) possono creare oscillazioni.

Oscillazioni causate dal carichi oscillanti delle tasche non

creano oscillazioni nel regolatore, se questo è stato montato

correttamente tenendo conto quanto descritte appena

prima.

Sviatare9.2

Se il regolatore „a pacchetto” viene montato con l'asse

longitudinale in orizzontale e con gli attacchi di

collegamento per il ritorno (M8 x 1 oppure G1/8) in alto, il

regolatore si „auto-sviata” continuamente.

Se il regolatore deve essere montato con l'asse

longitudinale posta in maniera ver ticale, il suo

collegamento con la pompa P è da mettere in basso.

Posizione di montaggio consigliato9.3


11

In funzione della portata d'olio che attraversa il regolatore e

della viscosità d'olio la procedura di sviato può durare un po'

di tempo.

Oscillazioni nel regolatore durante questa fase non

danneggiano il regolatore!

Si ottiene un miglioramento dello sviato, riducendo la

pressione della pompa a ca. 10% della sua pressione normale

(le bolle d'aria diventano più grandi!).

Nelle tubazioni così come nelle foratura bisogna evitare la

presenza di tronchi di fori ciechi dove rimangono

incamerati bolle d'aria. Controllare sempre la profondità

dei fori ciechi diretti verso l'alto. Prestare particolare

attenzione che l'olio può sgasare bene nella centralina

idraulica!

Procedura di sviato9.4

Utilizzare per il fissaggio i 4 fori filettati predisposti nella 4

barre filettate. E' severamente vietato che il fissaggio crei

forze assiali che agiscono lunghi queste barre filettate.

Ancoraggio del regolatore PM9.5

I collegamenti tra le uscite del regolatore PM e le tasche

idrostatiche sono da eseguire con tubi in acciaio.

I collegamenti tra centralina idraulica e regolatori PM

possono essere fatti anche tramite tubi flessibili.

Collegamento9.6

I regolatori PM non devono mai essere smontati se non dal

produttore stesso. In caso contrario scade la garanzia.

Smontaggio9.7

Il necessario grado di filtrazione viene dato dalle varie

richieste sia dalla pompa di alimentazione, la minimal

distanza tra le parti in movimento all'interno della guida e

dalla durata di vita del olio.

Nei casi dove ci sono tubazioni lunghi e/o tubazioni flessibili

tra filtro e regolatore, consigliamo inoltre di prevedere un

piccolo filtro direttamente sul attacco P del regolatore.

Per i regolatori con attacco G1/4 c'è p. e. il filtro HF1F, per

attacchi G 3/8 il filtro HF2F, entrambe fornibili dalla ditta

Heilmeier & Weinlein, D-81673 München.

Un grado di filtrazione di 10

micron (assoluti) è sufficiente. Meglio sarebbe

comunque il ns. grado di filtrazione consigliato di 6

micron.

Per i regolatori PM con pompa a vuoto integrato questi

filtri sono imperativi.

Filtrazione del olio10.

Ogni regolatore viene contrassegnato da un codice del

gruppo costruttivo e una matricola del produttore. Ad ogni

cliente viene consegnato il disegno corrispondente allo

stesso gruppo costruttivo completo delle quote

dimensionali e altri dati utili per l'utilizzo. Solo nei casi con

portate diverse vengono indicate separatamente le singole

uscite dei regolatori (M8x1 per PMR0, G 1/8 per PMR1 G ¼

per PMR2). Il tipo di siglatura viene definito in accordo con il

cliente e riportato nel corrispondente disegno del gruppo.

Siglatura dei regolatori11.

Figura 5: PMRO senza pompa a vuoto

Z = Numero di uscite

4xM profondo 5 - 8

M8x1 - uscita4xG1/4 - collegamento in pressione


12

L'esperienza ha dimostrato, che la progettazione di guide

idrostatiche e soprattutto sostentamenti rotanti idrostatici

richiede un notevole esperienza e conoscenza speciale su

questo campo. Noi consigliamo quindi di commissionare il

progetto di una guida idrostatica a noi stessi. Disponiamo

infatti di ampi programmi software per il calcolo e la

progettazione, grazie alle quali è possibile creare guide e

sostentamenti idrostatici in maniera ottimale. Con questi

programmi le guide e i sostentamenti non vengono solo

dimensionati per pesi statici ma anche per carichi dinamici,

e così si ottengono i migliori valori in termini di

smorzamento.

Se questi lavori non vengono fatti da noi, noi possiamo

elaborare sulla base dei dati richiesti per i regolatori (Q , K ,

minima viscosità d'olio, pressione pompa, numero di singoli

regolatori) una nostra offerta di regolatori con portate che

si avvicinano a quanto richiesto dal cliente.

0 r

Determinazione delle portate (vedi paragrafo 6)12.

Figure tecniche da 5 a 1513.

Figura 6: PMRO con pompa a vuoto


4xM profondo 5 - 8

M8x1 - uscita

4xG1/4 -

collegamento in pressioneG1/4 - aspirazione

G3/8 - collegamento

serbatoio

13

Figura 7: PMR1 senza pompa a vuoto


4xM profondo 6 - 10

G1/8 - uscita4xG1/4 - collegamento in pressione

Figura 8: PMR1 con pompa a vuoto


4xM profondo 6 - 10

G1/8 - uscita4xG1/4 -

collegamento in pressione

G1/4 - aspirazione

G3/8 - collegamento

serbatoio

Figura 9: PMR2 senza pompa a vuoto


4xM profondo 10 - 12

G1/4- uscita3xG1/2 - collegamento in pressione



14

Figura 10: Regolatore PM „a bordo” con alimentazione interna taglia 50 - Foratura

Taglio incorrispondenzacon il foro 3 mm

Foro d’olio perTasca idrostatica

Superficie di attaco

per M6 - DIN 6912Alimentazione d’olio


Taglio incorrispondenzacon il foro 3 mm



per M6 - DIN 6912Alimentazione d’olio


Foro d’olioper Tasca idrostatica


per M8x25-8.8

DIN 6912

Alimentazione d’olio

Attenzione!Taglio da montare incorrispondenza conil foro 5 mm


15



per M8x25-8.8DIN 6912


ø4 ø5

Alimentazioned’olio

Attenzione!Taglio da montarein corrispondenzacon il foro 5 mm

Figura 14: Regolatore PM „a bordo” con alimentazione esterna taglia 50 - Foratura


per M6 - DIN 6912

ø3+0.1Foro d’olio perTasca idrostatica

G / prof. 1018


Figura 15: Regolatore PM „a bordo” con alimentazione esterna taglia 65 - Foratura


per M8x25-8.8DIN 6912

ø4Foro d’olio perTasca idrostatica

G / prof. 1414



17



Parte II:

Pompa a vuoto


18

Le pompe a vuoto creano con una portata relativamente

bassa (p.e.: 0,5 l/min a 25 bar pressione pompa) una

depressione notevole (ca. 0,9 bar di depressione, quindi

0,1 bar di pressione assoluta!) al loro attacco S.

Possibilità d’impiego della pompa a vuoto1.

Le pompe a vuoto sono state sviluppate per il precarico delle

guide idrostatiche non imbrigliate comunque dotate dei

nostri regolatori PM.

In questa applicazione viene aspirato l'olio dall'interno di

pozzette circondato dalle tasche idrostatiche in pressione.

Nelle pozzette si crea quindi una depressione, la quale crea

un ulteriore precarico della guida. Grazie al utilizzo della

pompa a vuoto si può raddoppiare oppure triplicare la

rigidità di una guida idrostatica „aperta” (= guida senza

imbrigliamento). In questa maniera si può costruire una

guida orizzontale idrostatica a basso costo, dato che essa

non richiede modifiche costruttive rispetto ad una classica

guida „V e piano”. Questo funziona, affinché la forze che

tendono a far alzare il carrello sono minori della forza di

gravità del carrello (incluso il suo carico).

Nella figura 16 si vede, come una tale pompa a vuoto viene

applicato insieme ai nostri regolatori PM per gestire un

sistema di guida a „V e piano” di un carrello. Nella figura 17

si vede in sezione sia la pompa a vuoto che la corrispondente

tasca.

Precarico di guide non imbrigliate1.1

Alternativamente la ns. pompa a vuoto può essere utilizzata

insieme alle relativa tasche come descritte sopra, per

bloccare carrelli o altri elementi macchina.

Funzione di bloccaggio1.2

Le pompe a vuoto lavorano sul principio della iniezione.

Essi consistono di un ugello iniettore (vedi figura 17), il

quale trasforma la pressione del getto principale in una

corrispondente velocità trainante dello stesso getto.

Il getto trainante si miscela all'interno del ugello

miscelatore con la portata di liquido in aspirazione. Tramite

il getto trainante viene trasportato il liquido in aspirazione

dal attacco in aspirazione verso l'attacco che è collegato al

ritorno serbatoio (T). Se il collegamento in aspirazione

risulta abbastanza strozzato si crea quindi qui una

depressione, la quale ampiezza dipende direttamente dalla

capacità della pompa a vuoto. Con le nostre pompe a vuoto

che vengono progettate per creare un massimo di

depressione, si possono raggiungere depressioni fino a

0,9 bar (0,1 bar pressione assoluta).

Costruzione e funzionamentodelle pompa a vuoto

2.

Figura 16

Figura 17


19

Le pompe a vuoto sono state collaudate e utilizzate finora

con oli normalmente impiegati per le guide idrostatiche, e

cioè VG 22 fino a VG 68. Con questa gamma di viscosità si è

notato solo un influsso molto ridotto per quanto riguarda i

dati tecnici della pompa a vuoto. Tramite test pratici con oli

molto liquidi (corrispondente a VG 5) si è visto che pompe

con dati tecnici ottimali richiedono ugelli modificati in

maniera idonee.

Comportamento con diverse viscosità4.

Caratteristiche delle pompe a vuoto3.

Privo di usura e effetti di isteresi, in assenza di movimenti di pezzi

Ridotta portata del getto trainante

Elevata depressione (fino a 0,9 bar)

Ingombri ridotti

Basso peso

Posizione di montaggio a scelta

Resistente a effetti di corrosione, tutti pezzi a contatto con il liquido sono fatti in alluminio elossidato

Effetto auto-sviato

Collaudato per oli corrispondenti alle VG 22 fino a VG 68, le quale vengono utilizzati normalment

per guide idrostatiche.

Figura 18

Nella figura 18 sono indicati due curve caratteristiche

corrispondenti a due pompe. Si vede la portata in

aspirazione in funzione della depressione nella sua

tubazione. I dati sono stati r ilevati con un olio

corrispondente a VG 32. Con 25 bar di pressione all'entrata

(di alimentazione) P per la pompa SPU 05/15 è stato

misurata una portata trainante di 0,8 l/min, mentre per la

pompa SPU 04/13 richiede una portata di 0,5 l/min.

Curve caratteristiche della pompea vuoto per oli corrispondentia VG 32 fino a VG 68

5.

Figura 19

Le pompe a vuoto possono essere fornite in tre esecuzioni

diverse:

Esecuzione costruttiva6.

La pompa a vuoto è integrato all'interno di una piccola

scatola (figura 19) con le dimensioni 40x50 (lunghezza).

Sulle facce ci sono 4 fori filettati per il suo montaggio.

Per escludere errori di montaggio, questi fori hanno

dimensioni diverse.

Pompa a vuoto „a scatola”6.1


20

La pompa a vuoto può essere integrato all'interno di una

gruppo macchina da parte del utente stesso, in alcuni casi si

possono eliminare così le tubazioni di collegamento.

I 2 OR che servono come guarnizione, vengono fornite

insieme alla pompa (figura 20).

Pompa a vuoto „da applicare”6.2

La pompa a vuoto può anche essere integrato all'interno del

blocco del regolatore PM (vedi Figura 6 e 8, capitolo

regolatori PM). In questo caso, la pompa e i regolatore

vengono alimentato dallo stesso collegamento P con la

pompa principale. Ovviamente non è possibile in tal caso

avere pressioni di alimentazione diverse per la pompa a

vuoto e i regolatori PM.

Pompa a vuoto integrato nel blocco del regolatore PM6.3

Esecuzione delle tasche a depressione7.

Figura 21

Figura 20

Le tasche a depressione (vedi figura 21 e 22) sono da

progettare in maniera che si realizzi una portata minima in

aspirazione. Con questa premessa è possibile utilizzare

pompe con bassa portata trainante. Inoltre la pompe a vuoto

lavora così su una parte della sua curve caratteristica (vedi

figura 18), nella quale variazioni piuttosto grandi della

portata trainante causano variazioni piccoli della

depressione ottenuta. Una eventuale variazione della luce

del bordo intorno alla tasca oppure una variazione della

viscosità del olio, che possono creare una variazione della

portata d'olio in aspirazione, non modificano comunque la

depressione e quindi il precarico della guida rimane quasi

costante.

Se tramite le fessure del bordo viene invece aspirato del aria,

questa si espande rapidamente all'interna della tasche, e la

portata d'olio in aspirazione sale all'improvviso e di

conseguenza la depressione scende.

Anche nel momento di passaggio della pompa a vuoto della

stessa aria la depressione scende un'altra volta.


21

Figura 22 Bisogna quindi assicurare, tramite le fessure sotto il bordo

delle tasche viene solamente aspirato del olio ma mai l'aria.

Questo è ottenibile tramite un canale ad anello (vedi

figura 21), intorno alle tasche di depressione, il quale viene

alimentato con una leggera pressione (ca. 0,01 - 0,1 bar).

In alternativa si può applicare la soluzione corrispondente

alla figura 22. Qui l'olio viene trattenuto tramite bordi

aggiuntivi nella controguida. Prima e dopo ogni tasca

devono essere previste gole trasversali le quali trasportano

l'olio durante il movimento del carrello. Piccole quantità

di aria che sgasano dal olio non limitano il funzionamento

della pompa a vuoto.

Per farsi che la depressione disponibile all'attacco della

pompa a vuoto agisce anche nelle tasche collegate, bisogna

dimensionare le tubazioni in maniera il più grande e/o il più

corto possibile, per ridurre l'effetto strozzante lungo il

percorso d'olio. La perdità di strozzatura deve solamente

essere una piccola parte di tutta la depressione.

Per la pompa SPU 04/13 è sufficiente per una lunghezza di

tubo di ca. 2m un diametro interno del tubo di 8mm. Per la

pompa SPU 05/15 consigliamo a parità di lunghezza un

diametro interno di 10 mm.

Durante il montaggio bisogna prestare particolare

attenzione alla tenuta della tubazione a depressione.

Rubinetti e valvole sono tante volte resistenti a pressioni,

ma premettono l'entrata di aria in caso di depressione!

Particolarmente per il funzionamento della pompa a

d e p r e s s i o n e è i l r i t o r n o n e l s e r b a t o i o s e n z a

contropressione.

Consigliamo quindi di utilizzare per le tubazione di ritorno le

stesse dimensioni come per quelle di aspirazione. Entrambe

le pompa a vuoto vengono collaudate con una tubo lungo 2m

e diametro interno di 6mm. In particolare per il montaggio

della pompa in questa esecuzione bisogna fare attenzione,

che il collegamento T (Figura 20, a destra) è sempre sotto il

livello dell'olio, quindi la pompa può mai svuotarsi.

I cambiamento di direzione

sono comunque da eseguire come curva e mai come

gomito.

I cambiamento di direzione sono

comunque da eseguire come curva e mai come gomito.

Istruzioni di montaggio8.

Collegamenti per la pompa da integrare corrispondente alla figura 208.1

In condizioni estremi la differenza d'altitudine tra pompa a

vuoto e tasca a depressione può influenzare l'ampiezza di

depressione ottenibile. Una disposizione pompa sotto il

livello della tasca favorisce la depressione, mentre una

disposizione della pompa sopra la tasca diminuisce la

depressione nella stessa tasca.

Differenza di altitudine tra pompa a vuoto e tasca a depressione8.2

All'interno delle pompe a vuoto ci sono ugelli con passaggi

fino a 0,4 mm diametrali. Per soddisfare il funzionamento è

sufficiente un grado di filtrazione di 10 micron. L'esperienza

ha comunque dimostrato, che in particolar modo durante le

fasi di istallazione macchina, si staccano piccoli particelle

dalle tubazioni, le quali possono intasare l'ugello trainante

della pompa. Se il filtro non viene montato immediatamente

prima della pompa a vuoto, consigliamo di applicare nel

attacco P della pompa a vuoto rispettivamente del blocco

regolatore PM con pompa integrata, un filtro a rete con

passaggio nominale di ca. 0,1 mm.

Per i regolatori con attacco G1/4 c'è p. e. il filtro HF1F, per

attacchi G 3/8 il filtro HF2F, entrambe fornibili dalla ditta

Heilmeier & Weinlein, D-81673 München.

Filtrazione del olio8.3

La pompa a vuoto può essere montato in qualsiasi posizione.

Prima del montaggio della pompa bisogna risciacquare bene

la centralina idraulica e tutte le tubazioni di collegamento

per evitare la presenza di trucioli dannosi.

Montaggio8.4

22





Parte III:

Esempi di applicazione

23

24


Guida idrostatica V e piano

senza usura anche con massimo carico ammesso, nessuna perdita di precisione, anche dopo lunga durata di esercizioa pieno carico e alla velocità massima ammessa

elevato smorzamento, e di conseguenza superficie lavorate migliori e durate utensili maggiorati

nessun tipo di vibrazione dovuto al ricircolo delle sfere

nessun cambiamento della forza d'attrito all'inversione di movimento

senza attrito anche a bassa velocità

nessun effetto slip-stick a bassa velocità

rende possibili piccolissimi movimenti lineari < 0,1 micron

non sono richieste particolari caratteristiche d'attrito delle parti moventi (carrello e basamento), e di conseguenzaessi potrebbero essere fatti in granito, alluminio oppure altri materiali

Guida idrostatica con imbrigliamento

Particolarità tecniche

Caratteristiche (valide per tutti esempi):

Nessuna deformazione dovute alle viti nel carrellooppure nella guida

Bassi costi di fabbricazione, visto che nessunasuperficie deve essere rettificata a quota, non servonochiavette di guida

Idoneo per guide orizzontali, dove le forze dilavorazione e di accelerazione sono minori rispettoalla forza di gravità

Aumento del precarico possibile tramite tasche adepressione (indicate sopra in giallo)

Particolarmente adatte per rettifiche in tondo,rettifiche in piano, macchine di misura e macchineultraprecise

Rigidità longitudinale risultante dal carico sopra laguida V

Idoneo per guide con forze agenti in varie direzioni,quindi anche forze sollevanti

Fessure idrostatiche verticali facilmente producibilee di elevata precisione e parallelismo

Bassi costi di fabbricazione, visto che nessunasuperficie deve essere rettificata a quota parallelo

La quota del sommaria fessura verticale può esserelavorato di rettifica tramite gradino sulla chiavettadi guida

Idoneo per carrelli orizzontali e verticali, in presenzadi forze e coppie elevate e con particolarmente altarigidità

e

25


Forze risultanti da peso, lavorazione e accelerazione.

Velocità e accelerazione massima, Rigidità richiesta e ottimo smorzamento


La guida idrostatica verrà adattata a (valido per tutti esempi):

Guida idrostatica di altissima precisione dotato dieccellente rigidità direzionale

Idoneo per guide orizzontali, dove le forze dilavorazione e di accelerazione sono minori rispettoalla forza di gravità

Aumento del precarico possibile tramite tasche adepressione (indicate sopra in giallo)

Particolarmente adatte per rettifiche in tondo,rettifiche in piano e assi di grosse fresatrici

Particolarmente adatte per rettifiche in tondo,rettifiche in piano, macchine di misura e macchineultraprecise

Rigidità longitudinale risultante dal carico sopra laguida V

Riduzione al minimo la deformazione del carrello edella guida dovuto alla coppia flettente

Precarico delle tasche di sostentamento idrostaticograzie alla forza magnetica

Idoneo per guide orizzontali, dove le forze dilavorazione e di accelerazione sono minori rispettoalla forze di gravità e magnetiche

Guida idrostatica senza imbrigliamento Guida idrostatica per motori lineari

26


Guida idrostatica compatta


Il binario di guida viene fissato sulla sua coda dirondine attraverso appositi cunei

Nessuna deformazione del binario dovuto a vitipassanti

Le superficie di fissaggio possono essere lavorateo con fresatura di precisione oppure di rettifica

Pattino di guida modulare con o senza funzione diguida laterale, così come con o senza imbrigliamento

Il pattino di guida integra tutte le tasche così comele relative regolazioni

Il pattino di guida può essere adattato agli specificidati principali come carico e velocità massimamodificando la pressione e la viscosità d'olio

Parliamo di miglioramenti e innovazioni tecniche

tramite applicazioni della Hyprostatik .®

La squadra della Hyprostatik Schönfeld GmbH®


27


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Regolatori PM e pompa a vuoto – Applicazioni di guide idrostatiche · 2016-11-03 · Informazioni...

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